ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM ROZSZERZONY
Transkrypt
ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM ROZSZERZONY
Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM ROZSZERZONY Zdający otrzymuje punkty tylko za poprawne rozwiązania, precyzyjnie odpowiadające poleceniom zawartym w zadaniach. Odpowiedzi niezgodne z poleceniem (nie na temat) są traktowane jak brak odpowiedzi. Komentarze wykraczające poza zakres polecenia nie podlegają ocenianiu. Gdy do jednego polecenia zdający podaje kilka odpowiedzi (jedną prawidłową, inne nieprawidłowe), to nie otrzymuje punktów za żadną z nich. Jeżeli polecenie brzmi: Napisz równanie reakcji..., to w odpowiedzi zdający powinien napisać równanie reakcji chemicznej, a nie jej schemat. Dobór współczynników w równaniach reakcji może różnić się od przedstawionego w modelu (np. mogą być zwielokrotnione), ale bilans musi być prawidłowy. Niewłaściwy dobór lub brak współczynników powoduje utratę 1 punktu za zapis tego równania. W rozwiązaniach zadań rachunkowych oceniane są: metoda, wykonanie obliczeń i podanie wyniku z jednostką. Błędny zapis jednostki lub jej brak przy ostatecznym wyniku liczbowym wielkości mianowanej powoduje utratę 1 punktu. W obliczeniach wymagane jest poprawne zaokrąglanie wyników liczbowych. Należy zwrócić uwagę na zależność wartości wyniku końcowego od ewentualnych wcześniejszych zaokrągleń, oraz uznać za poprawne wszystkie wyniki, które są konsekwencją przyjętych przez zdającego poprawnych zaokrągleń. W obliczeniach pośrednich jednostki nie są wymagane, ale jeśli są to muszą być poprawne. Za poprawne obliczenia będące konsekwencją zastosowania niepoprawnej metody zdający nie otrzymuje punktów. Za poprawne spostrzeżenia i wnioski będące konsekwencją niewłaściwie zaprojektowanego doświadczenia zdający nie otrzymuje punktów. Za napisanie wzorów strukturalnych zamiast wzorów półstrukturalnych (grupowych) nie odejmuje się punktów. Zapis „”, „” w równaniach reakcji nie jest wymagany. Należy uznać „” jako oznaczenie podwyższonej temperatury. W równaniach reakcji, w których ustala się stan równowagi, brak „֎” nie powoduje utraty punktów. Elementy odpowiedzi umieszczone w nawiasach nie są wymagane. 1 Zadanie Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony 1. Kryteria oceniania Model odpowiedzi - za uzupełnienie schematu przemiany jądrowej: 14 7 lub 14 7 lub 14 7 lub 14 7 2. 3.a) 3.b) N+ N+ N+ N+ 4 2 4 2 4 He He 2 1 1 1 1 1 2 4 1 1 1 p + H + p + H + 17 8 17 8 17 8 17 8 O Punktacja Uwagi Należy uznać za poprawną odpowiedź, w której zdający doda znak plus przy symbolu protonu, np. p+ lub H+. za czynność sumaryczna 1 1 1 1 1 2 O O O - za ocenę prawdziwości wszystkich zdań: 1. P 2. F 3. F - za wybór wzoru drobiny posiadającej w obrębie powłoki walencyjnej atomu centralnego wolną parę elektronową: H3O+ - za wybór i napisanie wzorów wszystkich drobin, w których występuje wiązanie koordynacyjne: H 3O NH 4 1 2 Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony 4. 5. - za napisanie równania reakcji: ( temp .) CaCO3 CaO + CO2 (↑) Należy uznać za poprawne podanie równania w postaci: ( temp .) CaCO3 + CaO 2CaO + CO2 (↑) - za zastosowanie poprawnej metody obliczenia zawartości węglanu wapnia w mieszaninie - za podanie wyniku w % mas. z dokładnością do liczb całkowitych: 1 1 1 2 1 47 % (mas.) węglanu wapnia Przykłady rozwiązań: Sposób I: Zakładamy, że prażeniu poddano 100 gramów mieszaniny. Ubytek 20,75% masy (20,75 grama) spowodowany jest przez wydzielający się tlenek węgla(IV). 20, 75 g n CO2 0, 47 mola 44 g mol1 Ze stechiometrii reakcji wynika, że 0,47 mola CO2 powstaje z rozkładu 0,47 mola CaCO3. n CO2 n CaCO3 0, 47 mola m CaCO3 0, 47 mola 100 g mol1 47 g 47 g 100% 47% mas. 100 g Sposób II: 44 g 20, 75% x 100% 44g 100% 212 g x 20, 75% 100 g 100% 47% mas. %CaCO3 212 g %CaCO3 3 Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony Sposób III: m mieszaniny m CaO m CaCO3 Ubytek masy mieszaniny jest spowodowany przez wydzielający się w reakcji tlenek węgla(IV). m CO2 0, 2075(m CaO m CaCO3 ) Ze stechiometrii reakcji wynika, że liczba moli powstającego CO2 jest równa liczbie moli CaCO3 w mieszaninie. m CO2 0, 2075 (m CaO m CaCO3 ) n CO2 n CaCO3 M CO2 44 g mol1 0, 2075 (m CaO m CaCO3 ) m CaCO3 44 g mol1 100 g mol1 20, 75 (m CaO m CaCO3 ) 44 m CaCO3 20, 75 m CaO 23, 25 m CaCO3 m CaCO3 6.a) 20, 75 m CaO 23, 25 20, 75 %CaCO3 100% 47,16% 47% mas. 20, 75 23, 25 - za napisanie sumarycznego równania przemiany w formie jonowej skróconej i podanie nad strzałką wzoru katalizatora: Równanie reakcji: 1 2 H 2O 2 2H 2S 2O 32 S 4O 62 2H 2O I - za napisanie wzorów produktów przejściowych przemiany: Wzór katalizatora: 6.b) 1 IO , I 2 lub HIO, I 2 7. - za napisanie, czy reakcja jest egzotermiczna czy endotermiczna: 1 1 (reakcja) endotermiczna lub endoenergetyczna lub endo 4 Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony 8. - za zastosowanie poprawnej metody obliczenia zmiany stężenia jonów wodorotlenkowych w roztworze - za podanie poprawnego wyniku: 1 2 1 zmniejszyło się 106 (razy milion razy) lub zmalało 106 (razy milion razy) Przykład rozwiązania: Wodorotlenek sodu jest całkowicie zdysocjowany na jony, co oznacza, że stężenie jonów wodorotlenkowych w wyjściowym roztworze jest równe: [OH–] = 0,1 mol . dm-3 = 10–1 mol . dm-3 Po zobojętnieniu roztworu wodorotlenku sodu kwasem solnym uzyskano roztwór o odczynie obojętnym, czyli: [OH–] = 10–7 mol . dm-3. Stężenie molowe jonów wodorotlenkowych zmalało 9. 10. 101 mol dm 3 106 razy. 107 mol dm 3 - za przyporządkowanie reakcji spostrzeżeniom: Opis spostrzeżeń Numer reakcji Szarozielony osad roztwarza się i powstaje roztwór o barwie zielonej. 2 Zielony roztwór zmienia barwę na żółtą. 3 Wytrąca się szarozielony osad, a roztwór odbarwia się. 1 -za napisanie dwóch równań reakcji w formie jonowej skróconej: 1 1 2x1 2 Równanie reakcji 1.: Cr3+ + 3OH– → Cr(OH)3(↓) Równanie reakcji 2.: Cr(OH)3 + OH– → Cr(OH)4 lub Cr(OH)3 + OH– → [Cr(OH)4 ] 5 Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony - za napisanie jonowo-elektronowych równań połówkowych reakcji utleniania i reakcji redukcji: Równanie reakcji redukcji: H2O2 + 2e(–) → 2OH– lub (│x3) H2O2 + 2H+ + 2e(–) → 2H2O Za poprawne napisanie równań ale w niewłaściwym miejscu zdający otrzymuje 0 pkt. 2x1 3 (│x3) Równanie reakcji utleniania: Cr(OH)4– + 4OH–→ CrO 42 + 4H2O + 3e(–) (│x2) 11.b) - za dobranie i uzupełnienie współczynników stechiometrycznych w schemacie: 12. 3 H2O2 + 2 OH - 2 Cr(OH)4- + 22 CrO4 + 8 1 H2O - za zastosowanie poprawnej metody obliczenia iloczynu stężeń jonów: - za poprawne obliczenie iloczynu stężeń jonów i sformułowanie wniosku: 1 1 2 (Osad BaSO4) wytrąci się (bo iloczyn stężeń jonów baru i jonów siarczanowych(VI) ma większą wartość niż iloczyn rozpuszczalności siarczanu(VI) baru). Przykład rozwiązania: Obliczamy stężenie jonów Ba2+ i jonów SO 24 w mieszaninie pamiętając, że po zmieszaniu równych objętości obu roztworów ich stężenia zmaleją dwukrotnie. 2 103 mol dm 3 Ba 2 SO 24 103 mol dm 3 2 Osad siarczanu(VI) baru wytrąci się, ponieważ iloczyn stężeń kationów Ba2+ i anionów SO 24 w mieszaninie przekroczy wartość Kso BaSO4. 2 2 3 3 6 Ba SO 4 10 10 10 Kso BaSO4 6 Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony 13. - za uzupełnienie obu zdań: 1 1 14. 1. Siarczan(VI) baru bardzo ( słabo / dobrze ) rozpuszcza się w wodzie i ( nie reaguje / reaguje ) z kwasem solnym zawartym w soku żołądkowym. 2. Węglan baru bardzo ( słabo / dobrze ) rozpuszcza się w wodzie i ( nie reaguje / reaguje ) z kwasem solnym zawartym w soku żołądkowym, a więc ( może / nie może ) być zastosowany jako kontrast zamiast siarczanu(VI) baru. - za napisanie wzoru jonu i określenie roli PbO2: 1 1 1 1 3x1 3 Wzór jonu: MnO 4 Rola PbO2: utleniacz lub jest utleniaczem lub utlenia jony Mn2+ (do jonów MnO4–) lub podwyższa stopień utlenienia manganu 15. - za odpowiedź: 16. dodatni lub + lub większy od zera lub > 0 - za uzupełnienie tabeli: Masa zmalała: II, III, VI Masa wzrosła: V Masa nie zmieniła się: I, IV Za poprawne uzupełnienie jednego wiersza tabeli – po 1 pkt. 17. - za napisanie równania reakcji w formie jonowej skróconej: 1 1 18. 2Al 2OH 6H 2O 2Al(OH)4 3H 2 - za napisanie równania reakcji elektrodowej: 1 1 Co Co 2 2e( ) 7 Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony 19. - za udzielenie poprawnej odpowiedzi i podanie wyniku: Zmalała o 1 (mol). Zapis obliczeń nie jest wymagany, ale jeżeli jest, to musi być poprawny i wynikać z poprawnych założeń (poprawnie zapisanego równania reakcji redukcji jonów wodoru). 1 1 1 1 Przykład rozwiązania: Sposób I: W czasie pracy ogniwa jony wodoru redukują się na katodzie zgodnie z równaniem reakcji: 2H+ + 2e → H2 Przepłynięcie przez obwód ładunku 2 moli elektronów spowoduje zużycie 2 moli jonów wodoru z roztworu. 2 96500 C 2 mole H 1 96500 C n H n H 96500 C 2 mole 1 mol 2 96500 C Sposób II: m k It k Q M 1 g mol1 k H H 105 g C 1 z F 1 96500 C mol1 m H 105 g C1 96500 C 105 105 g 1g n H 20. mH M H 1g 1 mol 1 g mol1 - za określenie potencjału elektrody: ujemny lub minus lub mniejszy od 0 lub < 0 lub – lub K(–) 8 Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony 21.a) 21.b) 22. - za napisanie obu równań reakcji: 2x1 Anoda grafitowa: 2H2O → O2(↑) + 4H+ + 4 e( ) Anoda cynkowa: Zn → Zn2+ + 2 e( ) 3 1 - za sformułowanie spostrzeżenia: Wydzielają się pęcherzyki (bezbarwnego) gazu. lub Wydziela się gaz. lub Roztwór się zakwasza. - za zastosowanie poprawnej metody - za dokonanie poprawnych obliczeń i sformułowanie wniosku, np. (Więcej energii można uzyskać) ze spalania etenu. Wniosek jest zależny od przyjętych zaokrągleń przy obliczeniu liczby moli węglowodorów. 1 1 2 Przykład rozwiązania: Obliczamy liczbę moli etenu i etynu w 20 g tych substancji: M C2 H4 28g mol1 n C2 H4 20 g 0, 7143 mol 28g mol1 20 g 0, 7692 mol 26 g mol1 Obliczamy standardową entalpię spalania obliczonej liczby moli etenu i etynu: sp H C2 H4 0, 7143 mol (1411, 2 kJ mol1 ) 1008, 0202 kJ M C2 H2 26 g mol1 n C2 H2 sp H C2 H2 0, 7692 mol (1301,1kJ mol1 ) 1000,8061 kJ sp H C2 H4 sp H C2 H2 9 Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony 23. Za napisanie poprawnych równań ale w niewłaściwym miejscu, zdający nie uzyskuje punktu. - za napisanie dwóch równań reakcji: Równanie reakcji substytucji: Cl (FeCl3) + Cl2 + 1 1 1p 1 HCl Równanie reakcji addycji: Cl (światło) + 3Cl2 Cl Cl Cl Cl Cl 24. -za uzupełnienie schematu: C2H5 H C CH3 C2H5 Br Br C H CH3 lub każdy inny poprawny układ podstawników dla związku III 25. - za napisanie litery, którą oznaczono wzór bromopochodnej zawierającej w cząsteczce atom węgla na dodatnim stopniu utlenienia: 1 IV 10 Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony 26. Jeżeli zdający poda wzór związku albo numer III, nie otrzymuje 1 pkt. - za napisanie nazwy systematycznej bromopochodnej: 2-bromobutan - za uzupełnienie schematu: izomer cis CH3 H C 2 CH 2 H C CH 2 2 C H H CH3 - za napisanie wzorów półstrukturalnych (grupowych) dwóch alkoholi pierwszorzędowych: -za napisanie obu wzorów półstrukturalnych: 1 1 2 Wzór ketonu O Cl CH3 CH CH CH3 1 CH3 CH CH2 OH CH3 Wzór C5H11Cl CH3 CH C CH3 CH3 28.b) 1 H C CH3 CH2 CH2 CH2 OH 28.a) CH3 C H 27. 2 izomer trans CH3 C 1 CH3 -za napisanie obu wzorów nazw systematycznych: Nazwa systematyczna C5H10: 3-metylobut-1-en Nazwa systematyczna C5H12O: 3-metylobutan-2-ol 1 11 Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony 29.a) Użycie wzoru lub wzorów sumarycznych organicznych reagentów skutkuje utratą punktów. - za napisanie dwóch równań reakcji: Równania reakcji: 1. CH3 CH (kat.) CH CH2 + H2 CH3 CH CH2 CH3 2x1 3 CH3 CH3 2. OH CH3 CH CH CH3 + CuO (temp.) O CH3 CH C CH3 + Cu + H2O CH3 CH3 O OH CH3 CH CH CH3 + 2CuO (temp.) CH3 29.b) 30. CH3 CH C CH3 + Cu2O + H2O CH3 1 - za określenie typu i mechanizmu reakcji: Typ reakcji: addycja Mechanizm reakcji: elektrofilowy lub addycja elektrofilowa - za uzupełnienie schematu, napisanie wzoru półstrukturalnego (grupowego) produktu dekarboksylacji histydyny: H N H C N O CH2 C C H CH NH2 C OH H N dekarboksylacja H C C N C H CH2 1 1 CH2 + CO2 NH2 12 Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony 31. - za zastosowanie poprawnej metody obliczenia standardowej molowej entalpii spalania etanolu - za podanie poprawnego wyniku z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku i z właściwą jednostką: 1 2 1 -1357,4 kJ . mol-1 (C2H5OH) Przykład rozwiązania: o H sp produktów H otw. H otw. substratów Zgodnie z definicją, standardowa molowa entalpia tworzenia tlenu cząsteczkowego O2 (g) ma wartość 0 kJ . mol–1. o H sp 2 (393,5) 3 (285,8) [1 (287, 0) 3 0] 1357, 4 kJ mol1 32.a) - za napisanie wzoru najsłabszej pierwszorzędowej aminy: 1 3 C6H5NH2 32.b) - za podkreślenie oszacowanego rzędu wielkości stałej dysocjacji zasadowej N,N-dimetyloaniliny: rząd 10–11 32.c) 1 rząd 10–9 - za uzupełnienie zdań: 1 1. W przypadku pochodnych amoniaku, których wartości stałej dysocjacji Kb przedstawiono w tabeli, można stwierdzić, że im większa liczba atomów wodoru podstawiona jest grupami alkilowymi, tym ( silniejsze / słabsze ) są właściwości zasadowe związku. 2. Grupy arylowe związane z atomem azotu ( zmniejszają / zwiększają ) stałą dysocjacji zasadowej amin. 13 Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony 33. - za zastosowanie poprawnej metody obliczenia pH roztworu aminy - za podanie poprawnego wyniku: pH (roztworu tej aminy) jest równe 12 Przykład rozwiązania: OH RNH 3 x RNH 2 c0 x RNH 3 OH xx x2 Kb c0 x c0 x RNH 2 (ponieważ Kb 1 1 2 1 1 Nie jest wymagane uzasadnienie możliwości zastosowania równania uproszczonego. c0 1 100 4 4 104 400 więc c0 x c0 ) K b 10 10 x2 x2 x2 c0 1 x K b 104 102 mol dm 3 OH 102 mol dm 3 pOH log OH log102 2 34. pH 14 pOH 14 2 12 - za sformułowanie poprawnej odpowiedzi: (Spowoduje) obniżenie lub zmniejszenie wartości stopnia dysocjacji (aminy). 14 Egzamin maturalny z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania – poziom rozszerzony 35a. - za napisanie równania reakcji alaniny z wodorotlenkiem potasu w formie jonowej skróconej: + O CH C CH3 O - H3N + OH - 1 2 O H2N CH C CH3 O - + H2 O lub CH C CH3 35b. - O H 2N + OH OH O H2N CH C CH3 O - + H2 O - za podkreślenie wzorów substancji, które reagują zarówno z roztworem wodorotlenku potasu jak i z kwasem solnym: CH3COOH CH3NH2 Al(OH)3 ZnO H2SO4 CO 1 CaO 36. - za uzupełnienie zdań: 1 1 37. Hydrolizę związków organicznych można prowadzić w roztworach kwasów, wtedy jony H+ pełnią funkcję ( inhibitora / katalizatora ). Podobnie jak jony H+ działają enzymy typu hydrolaz, przyspieszając reakcje hydrolizy zachodzące w układach biologicznych. W ślinie znajduje się zaliczana do hydrolaz amylaza, która ułatwia rozszczepienie ( celulozy / skrobi ) m.in. na maltozę. - za podkreślenie wzoru odczynnika: 1 1 1 1 KOH (aq) 38. AgNO3 (aq) Na2CO3 (aq) (CH3COO)2Ba (aq) - za napisanie równania reakcji: 2 [ CH2 CH Cl ]n + n O2 4n C + 2n HCl + 2n H2O 15